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1. chinaXiv:202105.00011 [pdf]

基于神经网络的准实时单站电离层TEC反演

卢伟俊; 马冠一
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

使用全球导航卫星系统(GNSS)进行电离层总电子密度(TEC)反演时,单站相对于多站观测网是一种灵活简便的方法。基于人工神经网络,本文提出了一种准实时单站电离层TEC反演的方法。在这种方法中,上一个时段的硬件偏差被作为初值并随着观测值调整,同时电离层TEC也被准实时地反演。为了对这种方法进行详细的评估,通过位于中国的单站,四天磁静日的TEC被分别采用提出的方法与经典的最小二乘球谐函数法反演,其中硬件偏差和TEC的参考值通过附近的多站网得到。在另一个测试中,通过位于欧洲的单站,一次电离层暴事件及前后平静日的TEC也被分别通过上述方法反演。在磁静日,估计的硬件偏差在整体上相对于最小二乘球谐函数法更接近于参考值,反演的TEC也更接近于参考值。电离层暴时,两种方法反演的TEC也具有很好的一致性,神经网络法估计的硬件偏差与磁静日的硬件偏差更接近。结果表明,提出的神经网络法相比最小二乘球谐函数法具有较高的精度。

submitted time 2021-04-29 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits58Downloads28 Comment 0

2. chinaXiv:202105.00012 [pdf]

嫦娥四号低频射电频谱仪2C数据对宇宙黑暗时代的探测能力分析

焦 康; 王明远; 张同杰; 黄茂海; 平劲松
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

嫦娥四号着陆器搭载的低频射电频谱仪已成功开展观测,每月把观测数据回传到地面,并且把经过一定的预处理后的2C级别的频谱数据释放给了科学团队。本文旨在评估该级别数据是否满足探测宇宙黑暗时代21cm整体谱的要求。我们对生成的2C级别数据进行了长时间积分,并对银河系前景射电辐射被着陆器接收进行了模拟仿真。通过对两套数据进行比对分析,发现2C 数据被减弱40-50 dB,几乎不包含银河系前景的远场辐射信号,这种大幅度的减弱进而影响到了该载荷对宇宙黑暗时代的探测能力。

submitted time 2021-04-29 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits54Downloads31 Comment 0

3. chinaXiv:202105.00013 [pdf]

基于虚拟相机的天线俯仰轴形变快速高精度测量方法研究

于琳琳; 许谦; 王娜
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

磨损和扭转造成天线俯仰轴结构小尺度变形的快速高精度测量,对修正大口径全可动射电望远镜天线指向精度以及俯仰轴主动健康监测有非常重要的价值。本文提出一种基于虚拟相机的俯仰轴形变测量方法,通过构建单相机测量系统进行数据采集,并建立测量系统数学模型,借助虚拟相机将结构变形转换为虚拟相机空间变换。实验结果表明,该方法在平移分量综合精度可达0.2825mm,旋转分量精度最低可达0.2918o,能够实现俯仰轴1mm尺度变形的快速测量。该系统及其方法具有非接触、精度高、快速性等优点,能满足大口径高频段高精度的射电望远镜俯仰轴长期快速测量需求,也适用于其他大结构小变形测量。

submitted time 2021-04-29 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits61Downloads36 Comment 0

4. chinaXiv:202105.00014 [pdf]

一种天线副面位置快速重构方法研究

苏照阳; 许谦; 王娜; 朱春花
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

为了快速获取副反射面随天线俯仰角变化的位置,并通过调整机构对副面位置进行修正来提高天线综合性能,提出一种虚拟双目视觉测量方法,通过高速相机与平面镜组成的虚拟双目视觉系统对天线观测时副面位置进行模拟实验,获取被测物随实验平台空间移动产生的位置变化图像,并对图像进行预处理、去噪、边缘检测、特征点提取等操作,重建了被测物随实验平台移动而在三维方向上的运动情况,重建结果在三个方向上误差均小于1%,表明该方法具有较高的测量精度,能够较好的对副面位置情况进行重构。

submitted time 2021-04-29 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits60Downloads34 Comment 0

5. chinaXiv:202105.00015 [pdf]

基于Faster R-CNN的日冕物质抛射检测方法

冼祥贵; 尚振宏; 袁梅宇; 杨志鹏
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

日冕抛射物质(Coronal Mass Ejection, CME)是一种强烈的太阳爆发现象,对空间天气和人类生活都有着巨大的影响,因此CME检测对预报CME、保障人类的生产生活安全有重要意义。现有检测方法多采用人为定义特征和人为界定阈值等方法检测CME。由于人为定义特征不能很好表征CME且具有普适性的阈值难于选择,现有CME检测方法对CME的检测效果有待提升。本文提出一种基于Faster R-CNN的日冕抛射物质检测算法。该方法首先结合CDAW、SEEDS、CACTus三个著名CME目录信息,人工标注了包含9113幅日冕图像的数据集,然后根据CME的图像特征较自然图像少、目标尺寸与自然图像有差异等特点,在特征提取和锚点选择方面对Faster R-CNN进行了改进。以2007年6月的CME标注数据为测试集,本文算法检测出了22个强CME事件中的22个和151个弱CME事件中的138个,且对CME事件的中心角和角宽度等特征参数的检测误差分别在5度和10度以内。

submitted time 2021-04-29 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits39Downloads19 Comment 0

6. chinaXiv:202104.00063 [pdf]

基于快速鲁棒性主成分分析的日冕喷流自动检测方法

耿成杰; 李润鑫; 刘辉; 尚振宏
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

本文使用快速鲁棒性主成分分析(Fast RPCA,Fast Robust Principal Component Analysis)方法对日冕序列图像中的日冕喷流活动进行检测。检测的基本思路是利用Fast RPCA方法中低秩和稀疏分解的思想与日冕序列图像中有着变化尺度稍小且占比较大的随机变化背景成分、变化尺度较大且占比较小的日冕喷流的特点相结合,以此来实现随机复杂多变的动态背景和稀疏运动目标之间的分离,从而检测出作为前景变化的日冕喷流。采用太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)卫星上大气成像组件(Atmospheric Imaging Assembly,AIA) 观测设备的两组不同时间段、不同波段、不同观测位置的日冕序列图像作为研究对象。研究内容主要包括日冕序列图像的预处理、日冕喷流检测、Fast RPCA方法与帧间差分法的检测结果对比分析。实验结果表明,与帧间差分法相比,Fast RPCA方法能够检测出强度较弱的日冕喷流且提高了日冕喷流检测的准确度。

submitted time 2021-04-14 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits270Downloads94 Comment 1

7. chinaXiv:202104.00065 [pdf]

对2015年9月28日月全食期间月基光学望远镜图像中宇宙线事件的分析研究

刘奇; 王竞; 黄茂海; 魏建彦
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

2015年9月28日月基光学望远镜在其任务期间经历了唯一一次完整的月全食过程,为研究地球对太阳光的几何遮挡是否会对月面辐射环境产生影响提供了难得机遇。首先,利用月食期间连续长达2小时27分的CCD天文观测图像,统计分析了月食期间的宇宙线事件计数,发现月食期间宇宙线计数不存在明显变化,在30秒曝光时间内,宇宙线事件平均计数为129.27(±15.78);其次,还分析了8月、10~12月采集的CCD暗场图像中的宇宙线事件计数,分别为119.92(±6.37)次、117.00(±10.90)次、118.61(±8.94)次、123.90(±8.92)次,在1误差分为内,与月食期间的宇宙线事件计数一致,说明地球对太阳的几何遮挡对月面辐射环境没有产生明显影响。最后,文章对以上结果进行了分析讨论。

submitted time 2021-04-14 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits214Downloads108 Comment 0

8. chinaXiv:202104.00066 [pdf]

吸积盘随机振荡光度功率谱密度中低频准周期振荡现象的研究

陈培杰 ; 汪志云
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

采用含频率涨落噪声和指数形式关联随机力作用的广义朗之万方程模型描述黑洞吸积盘的垂向振荡,推导出吸积盘随机振荡光度功率谱密度的解析表达式,并讨论了系统参数对功率密度谱中低频率准周期振荡(LFQPOs)现象的影响。研究结果发现:选取合适的系统参数时,功率密度谱曲线上出现了一个基频和一个二次谐频的共振双峰LFQPOs,基频峰对应的中心频率为吸积盘振荡的特征频率,随机力关联时间决定了基频峰的高度和宽度,频率噪声强度和粘滞阻尼只对二次谐频峰产生影响。结果说明了吸积盘的随机振荡模型可作为LFQPOs起源的一种解释。

submitted time 2021-04-14 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits180Downloads78 Comment 0

9. chinaXiv:202103.00137 [pdf]

应用于射电天文的高效实时管道数据流传输与处理技术

张萌; 张海龙; 王杰; 李健; 冶鑫晨; 王万琼; 李嘉; 王博群; 张亚州
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

针对超宽带及多波束接收系统海量天文信号实时高效传输与处理问题,对基于FPGA+GPU的主流终端设备软件系统进行了测试分析,超宽带接收设备要求终端系统软件能够在更宽带宽,更高时间、频率分辨率条件下,实现实时数据流传输与处理。结合大口径射电观测设备未来发展方向提出了利用高速并行环形缓冲区实现数据流缓存、基于GPU集群实现数据流实时处理、基于BeeGFS实现分布式并行数据存储,模块化构建射电天文信号传输管道软件的设计思路。

submitted time 2021-03-30 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits382Downloads193 Comment 0

10. chinaXiv:202103.00138 [pdf]

我国地基雷达观测月球的现状和研究进展

孙靖; 杨嵩; 周峰; 丁宗华; 刘磊; 曹建峰; 韩松涛; 平劲松
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

地基雷达天文观测可以提供太阳系天体目标的地形地貌、物理特征、轨道动力等信息。文章聚焦利用地基雷达天文技术开展月球观测的原理方法和科学意义,介绍了基于我国现有深空雷达上行装置、射电望远镜条件、以及非相干散射雷达等系统,初步开展的UHF频段和X频段的地基雷达观测月球试验。通过月球反射回波的信号处理,获得了延迟、多普勒频移等参数,得到了一致的与近表层物质密度相关的月面雷达反射率,并得到了月球的左右旋圆极化率,其反映了与波长同尺度的月球近表层结构。文章积累的数据处理经验将为我国的小行星预警、行星历表等地基雷达天文观测研究提供技术基础。

submitted time 2021-03-30 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits294Downloads156 Comment 0

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